Heat transport in the $XXZ$ spin chain: from ballistic to diffusive regimes and dephasing enhancement
本文研究了XXZ自旋为1/2的海森堡链在均匀磁场作用下的热输运，热输运是由边界处的储层非相干驱动的。我们专注于批量退相（能量耗散）过程中的系统在不同的参数制度的影响。在Lindblad主方程下，采用时间演化分块抽取法，模拟了链的演化过程，得到了链的非平衡稳态。在没有失相的情况下，热传输是弹道的弱相互作用，而在强相互作用制度的扩散，证明了与系统大小的热流标度。当系统中发生大量退相时，在弱相互作用状态下诱导扩散输运，热流随退相速率单调减小。相比之下，在强相互作用的制度，热流可以显着增强的小尺寸系统的移相。
2013-06-03 cond-mat.str-el quant-ph
Finite-temperature magnetization transport of the one-dimensional anisotropic Heisenberg model
我们研究有限温度下的磁化输运在一个一维各向异性海森堡模型，特别侧重于带隙相。使用两种不同的方法，本地化波包的传播和线性响应制度的主方程的非平衡稳态的研究的数值模拟，我们得出结论，在有限温度下的运输是扩散。随着温度的降低，扩散常数增加，可能呈指数快速。这意味着在低温下，从弹道扩散行为到渐近扩散行为的转变发生在非常长的时间内。我们还研究了初始畴壁状态的动力学，表明在可达到的时间尺度上，它们仍然是本地化的。
2011-11-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Kardar-Parisi-Zhang physics in the quantum Heisenberg magnet
平衡时空关联函数是理解弱非平衡物理的核心。在某些具有三个守恒律的局部一维经典系统中，它们具有普适性。也就是说，围绕弹道传播的声音模式的波动可以通过著名的Kardar-Parisi-Zhang（KPZ）普适类来描述。这样的普适性类也能在量子系统中找到吗？通过明确地证明KPZ标度函数描述了SU（2）对称海森堡自旋链中的磁化动力学，我们第一次证明了这一点。我们通过引入新的理论和数值工具来实现这一点，并做出了一个令人困惑的观察，即能量守恒似乎对KPZ物理学并不重要。
2019-06-10 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Spin transport in a tunable Heisenberg model realized with ultracold atoms
相互作用自旋的简单模型在物理学中起着重要作用。它们捕获了许多磁性材料的性质，但也扩展到其他系统，例如晶格中的玻色子和费米子，具有规范场的系统，高Tc超导体，以及具有奇异粒子（如任意子和马约拉纳费米子）的系统。为了研究和比较这些模型，需要一个通用的平台。实现这样的系统一直是超冷原子领域的长期目标。到目前为止，自旋输运仅在各向同性海森堡模型中进行了研究。在这里，我们实现了海森堡XXZ模型与可调各向异性，并使用这个系统来研究自旋输运远离平衡量子猝灭后，从印记自旋螺旋图案。在非相互作用的XX模型中，我们发现了自旋动力学的弹道行为，而在各向同性的XXX模型中，我们发现了扩散行为。对于正的各向异性，动态范围从异常超扩散到子扩散取决于各向异性，而对于负的各向异性，我们观察到一个交叉的时域从弹道扩散运输。这种行为与线性响应机制的预期形成对比，并在理解远离平衡的量子多体动力学方面提出了新的问题。
2020-05-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dephasing-induced diffusive transport in anisotropic Heisenberg model
研究了无序磁场中各向异性海森堡模型的输运性质。在没有失相的情况下，该模型可以根据参数值显示可能的传输机制的整个范围：理想的弹道传导、扩散或理想的绝缘行为。我们发现，存在的退相诱导正常的扩散运输在很宽的参数范围内。我们还分析了自旋电导率对退相强度的依赖关系。此外，通过分析自旋-自旋关联函数的衰减，我们发现了有限长链的长程序的存在。我们对无限温度下一维自旋链的所有结果都可以等价地换用到强相互作用的无序无自旋费米子上。
2010-04-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el quant-ph
The open Heisenberg chain under boundary fields: a magnonic logic gate
研究了在边界磁场作用下，Lindblad耗散子驱动量子海森堡自旋链脱离平衡态时的自旋输运。给出了矩阵乘积态的精确解，这使我们能够精确地计算任何链尺寸的自旋流。结果表明，该系统经历了一个不连续的自旋阀状量子相变从弹道亚扩散自旋电流，依赖于边界场的值。因此，链表现为一个极其敏感的磁振子逻辑门操作的边界场作为基本元素。
2015-06-29 cond-mat.stat-mech quant-ph
Negative differential conductivity in Heisenberg XXZ chain far from equilibrium
本文报道了有限Heisenberg XXZ自旋1/2链在绝缘区（J_x < J_z）中远离平衡态的量子自旋输运的负微分电导。这种现象是重现解析为N=4自旋的小链，并进一步分析数值，高达N=16，使用一个有效的纯态模拟与随机自旋浴。
2007-04-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
Proposal for measuring the finite-temperature Drude weight of integrable systems
可积模型，如自旋为1/2的海森堡链、利卜-林尼格或一维哈伯德模型，都可以避免热化，这也在几个量子猝灭实验中得到了证明。可积性的另一个引人注目的结果是输运系数的零频率异常，这导致弹道有限温度输运，尽管存在强相互作用。虽然这方面的非遍历动力学已经知道了很长一段时间，至今还没有任何明确的实验实现。我们提出了在费米子量子气体显微镜中通过局域量子猝灭实验观察弹道输运的具体建议。这样的实验还将揭示弹道和扩散传输通道在同一个系统中的共存，并提供一种测量有限温度德鲁德重量的方法。局部猝灭和线性响应函数之间的连接是通过依赖于时间的爱因斯坦关系。
2017-02-27 cond-mat.str-el quant-ph
Ballistic Entanglement Cloud after a Boundary Quench
该研究通过对含边界局域淬火的Heisenberg自旋链开展时空联合分析，发现强关联多体系统非平衡动力学中会形成以弹道传播、可反射且伴随伸缩的纠缠云，为表征关联形成提供了新视角。
2025-03-20 cond-mat.str-el quant-ph
Spin diffusion from an inhomogeneous quench in an integrable system
广义流体力学预测普遍弹道输运在可积晶格系统时，准备在一般的非均匀初始状态。然而，在具有额外离散对称性的系统中，弹道对输运的贡献可能消失。在这里，我们进行大规模的数值模拟自旋动力学的各向异性海森堡$XXZ$自旋$1/2$链从一个非均匀的混合初始状态，这是对称的自旋反转和空间反射的组合。在各向同性和易轴制度，我们发现非弹道自旋输运，我们详细分析的标度指数的运输磁化强度和标度的自旋密度。虽然在易轴制度，我们发现正常扩散的准确证据，自旋输运在各向同性的情况下，显然是超扩散，标度指数非常接近$2/3$，但与普遍的标度动力学服从扩散方程在非线性标度时间。
2017-07-13 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Sub-ballistic operator growth in spin chains with heavy-tailed random fields
本文证明幂律重尾随机场会收紧量子自旋链的 Lieb-Robinson 界，从而排除低于 $1/α$ 的算符扩展动力学指数及相应常规输运。
2025-07-28 cond-mat.dis-nn math-ph math.MP
Lower Bounding Diffusion Constant by the Curvature of Drude Weight
我们建立了一个弹道和扩散输运系统中的典型系综的弹道贡献消失之间的一般连接。格林-久保扩散常数的下限是根据理想输运系数的曲率，Drude权重，相对于填充参数。作为应用，我们明确地确定了各向异性自旋1/2海森堡链中各向异性参数$Δ\geq 1$的高温扩散常数的下限，从而解决了输运是否是亚扩散的问题.此外，下界饱和的扩散常数，为一定的经典可积模型。
2017-06-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Magnetization transport in spin ladders and next-nearest-neighbor chains
我们研究了高温下几种自旋梯系统以及次近邻耦合自旋链中的磁化输运。在可积阶梯考虑，我们分析表明，运输是弹道的部门与非零平均磁化，而非平衡固定设置的数值模拟表明在零磁化（半填充）部门的异常运输。对于其他系统，各向同性海森堡阶梯和自旋链，显示典型的量子混沌系统的本征能级排斥，数值模拟表明扩散运输。
2013-11-27 cond-mat.str-el quant-ph
Persistent Ballistic Entanglement Spreading with Optimal Control in Quantum Spin Chains
Capital Normal University（首都师范大学）
本研究发现在量子自旋链中，最大化纠缠熵的磁场可稳健诱导持续弹道纠缠扩散，线性增长持续至最大值，且对随机纯态扰动具有鲁棒性，归因于时间演化的自同态。
2024-08-20 cond-mat.str-el cs.LG quant-ph
Dynamical topological quantum computation using spin pulse control in the Heisenberg model
当合适的材料在自然界中不存在或不稳定时，哈密顿工程是量子信息处理的重要途径。到目前为止，还没有一个稳定的材料的Kitaev自旋哈密顿量与各向异性相互作用的蜂窝晶格（A。Kitaev，Annals of Physics vol 321，2（2006）），它在阿贝尔和非阿贝尔任意子的实现中起着至关重要的作用。在这里，我们展示了如何动态实现Kitaev自旋哈密顿量从传统的海森堡自旋哈密顿量使用脉冲控制技术。通过重复相同的脉冲序列，动态地保持量子态。研究了自旋-轨道相互作用和超精细相互作用的影响。
2014-06-30 cond-mat.str-el quant-ph
Unveiling the mixed nature of polaritonic transport: From enhanced diffusion to ballistic motion approaching the speed of light
近年来，已经清楚的是，激子和载流子在分子系统中的传输可以通过与光子的相干耦合来增强，从而引起称为极化激元的混合激发的形成。这种增强具有深远的技术意义，然而，这些复合轻物质激发在这样的系统中的增强机制和输运性质仍然是难以捉摸的。在这里，我们映射的超快时空动力学的表面束缚光波强烈耦合到一个自组装的分子层，并完全解决他们在能量/动量空间。我们的研究揭示了复杂的行为，这源于极化激元的混合性质。我们发现，由光和物质之间的相干混合引起的分子无序和长程关联之间的平衡导致了扩散和弹道输运之间的迁移率转变，这可以通过改变极化激元的光物质成分来控制。此外，我们直接证明了与光的耦合可以将分子激子的扩散系数提高六个数量级，甚至导致三分之二光速的弹道流。
2022-05-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Scaling of diffusion constants in perturbed easy-axis Heisenberg spin chains
本文通过封闭系统线性响应和开放系统林德布拉德方程等多种方法，研究微扰对易轴海森堡自旋链扩散常数的影响，发现其连续变化及弱微扰下可能发散。
2025-08-07 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Spreading of Correlations and Entanglement in the Long-Range Transverse Ising Chain
长程相互作用是否允许非相对论量子模型中的某种形式的因果关系仍然是一个悬而未决的问题，对信息传播和热化过程具有深远的影响。本文研究了具有代数长程交换耦合的一维横向伊辛模型的非平衡动力学。使用最先进的张量网络的方法，辅以分析计算，并考虑到各种可观的，我们表明，出现了一种弱形式的因果关系，其特征在于非普适动力学指数。虽然局部自旋和自旋相关因果边缘是亚弹道的，但因果区域具有丰富的内部结构，其取决于可观察到的，显示弹道或超弹道特征。相比之下，纠缠熵的因果区域是没有特征的，它的边缘总是弹道式的，与相互作用范围无关。我们的研究结果揭示了信息在长程相互作用晶格模型中的传播，并为未来的实验铺平了道路。
2022-03-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Time-local Heisenberg-Langevin equations and the driven qubit
利用时间定域Heisenberg-Langevin方程导出了受驱动玻色子系统与玻色子环境相互作用的时间定域主方程。由于系统与环境相互作用的线性度丧失，驱动量子比特的扩展失败了-除了弱激发。我们发现，一个报告的时间本地主方程的驱动量子位是不正确的。作为一个推论，我们的演示，我们还发现奇怪的渐近行为的“重新包装”的时间局部动力学驱动到一个远离平衡的稳定状态的系统：密度算子变得稳定，而与时间相关的系数振荡（周期性奇点）永远。
2016-05-09 quant-ph
Negative differential conductivity in far-from-equilibrium quantum spin chains
我们发现，当一个有限的各向异性海森堡自旋1/2链的间隙制度被驱动远离平衡，相反极化的铁磁畴建立在链的边缘，从而抑制量子自旋输运。因此，出现负微分电导率状态，其中增加驱动减小电流。上述结果解释的磁振子局域化，并示出了对可积性的破坏结构稳定。
2009-02-03 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Emergent disorder and sub-ballistic dynamics in quantum simulations of the Ising model using Rydberg atom arrays
Harvard University（哈佛大学）；Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics（哈佛-史密森天体物理中心）；University of Connecticut（康涅狄格大学）；QuEra Computing Inc.（QuEra计算公司）
本研究通过Rydberg原子阵列模拟TFIM模型，发现亚球速扩散和涌现无序现象，揭示了原子运动对许多体动力学的关键作用。
2025-09-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Superdiffusion from nonabelian symmetries in nearly integrable systems
本文研究近可积系统中非阿贝尔对称性引发的超扩散现象，提出双模流体动力学描述，统一解释KPZ标度与全计数统计，并证明其鲁棒性。
2023-05-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Heisenberg representation of nonthermal ultrafast laser excitation of magnetic precessions
我们推导了超快逆法拉第效应的海森堡表示，它提供了磁系统与激光脉冲相互作用过程中磁矢量的时间演化。我们得到了一个作用在总角动量的Hilbert空间中的含时有效磁算符，它描述了圆偏振激光脉冲对电子系统中磁进动的非热激发过程.磁算符将激光脉冲对磁系统的影响与其他磁相互作用分开。有效磁算符给出了激光激发过程中磁矢量的运动方程。我们表明，与这些方程计算的磁化动力学是等效的磁化动力学与时间相关的薛定谔方程，它考虑到电子系统的相互作用与光的电场计算。我们模拟和比较了激光诱导的易平面和易轴反铁磁系统的磁子晶格的进动。使用这些模型，我们展示了如何超快逆法拉第效应诱导反铁磁体的净磁矩，并证明了晶体场环境和交换相互作用发挥至关重要的作用，激光诱导的磁化动力学，即使在泵浦脉冲的作用。使用我们的方法，我们表明，光诱导的进动可以开始，即使在泵脉冲的持续时间比诱导进动的周期短几十倍的作用，并影响泵脉冲的作用后的磁矢量的位置。
2021-12-02 quant-ph
Out-of-equilibrium dynamics of the Kitaev model on the Bethe lattice via coupled Heisenberg equations
蜂窝晶格上的Kitaev模型，虽然通过自旋-费米子映射是可积的，但由于保守电荷的大量相关配置，通常抵制远离平衡动力学的分析处理。在这里，我们研究这个模型的密切代理，各向同性Kitaev自旋$1/2$模型的贝特晶格。而不是依赖于自旋费米子映射，我们采取一个简单的方法来解决海森堡方程的自旋算子的一个定制的子集。在这个子集中最简单的算子对应于单键方向的能量贡献。作为一个例子，我们计算的时间依赖的期望值，这个观察的因式分解的平移不变（或交错平移不变）的初始状态与任意的初始（交错）极化。
2022-04-04 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Quantum transport of strongly interacting fermions in one dimension at far-out-of-equilibrium
在量子输运的研究中，人们对热平衡附近的动力学已经有了很多了解。然而，远离平衡态的量子输运还没有得到很好的理解--线性响应近似一般不适用于远离平衡态的物理学。在最近的一维XXZ自旋链量子多体动力学冷原子实验的启发下，本文研究了与XXZ自旋链对偶的一维无自旋费米子模型的强相互作用极限.我们开发了一个高效的计算算法来精确地模拟该系统的非平衡动力学，并从密度调制量子态开始研究非平衡动力学。我们发现弹道输运在这个强相关的设置，并显示平面波描述出现在长时间的演变。我们还观察到明显的区别，在短期和长期的相互作用引起的传输速度，并提供了一个定量的解释的长期传输速度。
2022-06-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum phase transition in a far from equilibrium steady state of XY spin chain
利用量子化的Fock空间的运营商，我们计算的非平衡定态在一个开放的海森堡XY自旋1/2链有限，但大尺寸耦合到马尔可夫浴在其两端。数值和理论的证据给出了一个远离平衡态的量子相变与自旋-自旋关联函数的长程序的自发出现，其特征在于从饱和过渡到线性增长的纠缠熵的大小在算符空间。
2008-10-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Correlation Spreading in Quantum Lattice Models with Variable-Range Interactions
本文基于准粒子理论研究了短程和长程相互作用量子晶格模型在全局淬火后的关联传播，揭示了因果锥的普遍双重结构及其在不同相互作用区域中的标度律和传播速度。
2024-10-04 quant-ph
Criterion for qubit-assisted quantum metrology approaching Heisenberg scaling
School of Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学院）
研究探针系统与辅助量子比特耦合时的计量精度，发现限制探针-量子比特耦合方向是达到海森堡极限的充分判据，并在玻色子和自旋系综系统中验证了量子Fisher信息的海森堡标度行为。
2026-06-26 quant-ph
Observation of anisotropy-independent magnetization dynamics in spatially disordered Heisenberg spin systems
本文在Rydberg原子系综中实现无序海森堡XX、XXZ和Ising模型，实验发现不同各向异性下磁化弛豫均呈拉伸指数行为并可重标度到同一曲线，揭示强无序下近似独立自旋对作为局域运动积分导致该普适短时动力学。
2024-06-15 physics.atm-clus quant-ph
